SLAM visual em ambientes híbridos : estudo de caso com robô pioneer

Abstract

O problema de Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) consiste em um robô obter um mapa do ambiente em que se encontra ao mesmo tempo em que se localiza neste ambiente. Tal mapa permite que um robô realize diversas atividades por meio de planejamento de rotas e localização. Problemas e aplicações recentes de grande interesse, tais como busca e salvamento em áreas de desastre, exploração de minas abandonadas, carros autônomos e robôs para limpeza doméstica podem ser resolvidos ou estão diretamente ligados ao SLAM. Diante da relevância do problema, este trabalho propõe a realização de SLAM visual no 1o andar do prédio de computação da UnB, CiC/Est, utilizando o robô Pioneer 3-AT e sua câmera monocular. Para isto, o algoritmo ORB SLAM foi escolhido e adaptado para interagir com o sistema de comunicação distribuída desenvolvido localmente entre o computador embarcado do Pioneer e o computador de base, um notebook pessoal. Doze operações pelo prédio foram realizadas e analisadas de forma qualitativa, tendo por base o fechamento de loops, relocalização e distorções na escala do mapa gerado, sendo cada mapa obtido analisado por meio da sobreposição da nuvem de pontos gerada ao ground truth real do prédio. Por fim, as principais dificuldades encontradas são discutidas. Para trabalhos futuros, seria interessante unir um algoritmo de exploração inteligente capaz de auxiliar o vSLAM na geração dos mapas, tendo em vista os problemas explorados e discutidos nas análises. Outras aplicações interessantes seriam utilizar o mapa gerado para permitir que um robô realize a limpeza do prédio ou entregue documentos nas salas dos docentes.